沪科版必修1 5.1牛顿第一定律 学案.doc

5.1牛顿第一定律1理想实验的魅力(1)关于力和运动的关系，不同时期的科学家都作出了自己的贡献并提出了自己的观点。(2)伽利略的思想方法与意义伽利略用“实验科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点。第一次确立了物理实验在物理研究中的基础地位。揭示了力不是维持物体运动的原因。理想实验在自然科学的理论研究中有着重要的作用，但也有其局限性。谈重点 何谓“理想实验”所谓“理想实验”，又叫“假想实验”“抽象的实验”或“思想上的实验”，它是人们在思想中塑造的思维过程，是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法。“理想实验”不同于科学实验，它是在真实的科学性实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程作出的更深层次的抽象活动。【例1】 理想实验有时更能深刻反映自然规律，伽利略设计了一个理想实验，其中有一个是经验事实，其余是推论。减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动。请将上述理想实验的步骤按正确的顺序排列_。(填写序号即可)在上述步骤中，有的属于可靠的事实，有的是理想化的推论。下列关于事实和推论的分类正确的是()a是事实，是推论b是事实，是推论c是事实，是推论d是事实，是推论解析：理想实验：让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个斜面。如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。如果第二个斜面倾斜角度减小，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程，继续减小第二个斜面的倾斜角度，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定的速度持续运动下去。可见实验步骤的正确排序为，属于可靠事实的是， 属于理想化推论的是。答案：b2牛顿第一定律(1)内容一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。(2)对定律的理解明确了惯性的概念：定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”，揭示了物体所具有的一个重要的属性惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性。因此牛顿第一定律又叫惯性定律。确定了力的含义：定律的后半句“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”，实际上是对力的定义，即力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动的原因，这一点要切实理解。定性揭示了力和运动的关系：牛顿第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律，它描述的只是一种理想状态，而实际中不受外力作用的物体是不存在的，当物体所受合力为零时，其效果跟不受外力的作用相同。因此，我们可以把“不受外力作用”理解为“合力为零”。【例2】 下列关于牛顿第一定律的说法中，正确的是()a牛顿第一定律是实验定律b牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因c实际上不存在不受外力作用的物体，所以牛顿第一定律没有意义d物体的运动不需要力来维持解析：牛顿第一定律是指物体在理想条件下的运动规律，反映的是物体在不受力的情况下所遵循的运动规律，而自然界中不受力的物体是不存在的，该定律是在科学的抽象思维下，运用理想化实验推理得到的，因此该定律不属于实验定律，故a错误。由于不受外力和合外力为零的效果相同，所以牛顿第一定律仍有实际意义，故c错误。牛顿第一定律揭示了力和运动的关系，物体的运动不需要力来维持，但要改变物体的运动状态则必须有力的作用，故b、d正确。答案：bd3惯性(1)理解惯性概念惯性是物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质，是维持物体运动状态的原因。惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。一切物体都具有惯性，这里的一切是没有例外的意思，不论构成物体的物质是何种类、质量多大、是否受力、处于怎样的运动状态，物体都具有惯性。惯性不是力，惯性是物体的一种性质，力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念。(2)质量是物体惯性大小的量度。质量越大，惯性越大，物体的运动状态越难改变。【例3】 关于惯性在实际中的应用，下列说法中正确的是()a运动员在跳远时助跑，是为了增大起跳时的惯性b运动员在掷标枪时助跑，是为了利用惯性c手扶拖拉机的飞轮做得很重，是为了增大它转动的惯性d战斗机在空战时，甩掉副油箱是为了减小惯性，提高飞行的灵活性解析：惯性只与质量有关，只有改变了质量才能改变惯性，助跑是利用惯性，并不能改变惯性，所以选项a错误，选项b正确。惯性的大小由质量量度，质量越小，惯性越小，运动状态就越容易改变，越灵活，故选项c、d正确。答案：bcd4惯性现象的“三性”“两表现”(1)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。(2)无关性：惯性与运动状态无关，不论物体处于怎样的运动状态，惯性总是存在的。当物体原来静止时，它一直“想”保持这种静止状态；当物体原来运动时，它一直“想”以那一时刻的速度做匀速直线运动。惯性与是否受力无关，与速度大小无关。(3)唯一性：惯性由质量唯一决定，质量是惯性大小的量度。我们知道，推动一辆自行车要比推动一辆汽车容易得多，这表明质量越大的物体，运动状态越难改变，即该物体的惯性越大；而质量越小的物体，运动状态越容易改变，即该物体的惯性越小。所以，质量是物体惯性大小的唯一量度，惯性是物体本身固有的性质。(4)表现形式在不受力的条件下，惯性表现为保持原来的运动状态，有“惰性”的意思。在受力的条件下，惯性表现为运动状态改变的难易程度，质量越大，惯性越大，运动状态越难以改变。【例41】 下列说法正确的是()a掷出的铅球速度不大，所以其惯性很小，可以用手去接b用力打出的乒乓球速度很大，因此其惯性很大，不能用手去接c相同的两辆车，速度大的比速度小的难以停下，是因为速度大的车惯性大d相同的两辆车，速度大的比速度小的难以停下，是因为速度大的车状态变化大解析：因为惯性的大小仅由质量来确定，铅球质量很大，其惯性大，尽管速度不大，但是运动状态很难改变，故不能用手接。而乒乓球则与其相反，运动状态容易改变，尽管速度大，也可以用手去接(这一点同学们都有经验)，所以a、b是错误的。对于c、d，相同的两车惯性相同，要让速度大的车停下来，其运动状态变化大，因此较难，故d正确。答案：d【例42】 在冰壶比赛中运用到了惯性的原理，则下列说法正确的是()a若冰面光滑，则冰壶能一直运动下去b冰壶会由于冰面的阻力速度逐渐降低c在比赛中要想冰壶停下来，运动员可用杆阻止冰壶的运动d冰壶比赛中运用到的所有冰壶在任何时候的惯性并不一定相等解析：若冰面光滑，根据牛顿第一定律，冰壶将做匀速直线运动，当然如果冰面有阻力，冰壶的速度会逐渐减小，选项a、b正确。冰壶比赛时，不允许运动员用杆阻止冰壶运动，所以c错。所有冰壶的质量都相等，质量是惯性大小的唯一量度，所以所有冰壶惯性都相等，d错。答案：ab5应用牛顿第一定律解释有关现象应用牛顿第一定律解释有关现象的步骤为：(1)明确研究的物体原来处在怎样的运动状态。(2)当外力作用在该物体的某一部分(或外力作用在与该物体有关联的其他物体上)时，这一部分的运动状态的变化情况。(3)该物体由于惯性将保持怎样的运动状态，判断最后会出现什么现象。【例5】 如图甲所示，重球系于绳dc下端，重球下再系一根同样的绳ba，则()a在绳的a端缓慢增加拉力，结果cd绳拉断b在绳的a端缓慢增加拉力，结果ab绳拉断c在绳的a端突然猛一拉，结果ab绳拉断d在绳的a端突然猛一拉，结果cd绳拉断解析：受力分析如图乙所示，在绳的a端缓慢增加拉力，使得重球在足够的时间内发生了微小位移，以至cd拉力f2逐渐增大，这个过程进行缓慢，可以认为重球始终处于平衡状态，即f